申请日2007.02.09
公开(公告)日2008.08.13
IPC分类号C02F9/04; C02F1/78; C02F1/42; C02F1/72
摘要
本发明提供了一种半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收系统和方法，包括将经过该半导体制造工艺尾气处理设备的废水通过过滤装置以去除该废水中的微粒，还包括氧化装置以氧化该废水中的有机污染物，以及离子交换装置以去除该废水中的离子，以产生回收水供该半导体制造工艺尾气处理设备再使用，达到废水回收再利用的目的。
权利要求书
1. 一种半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收系统，其特征在于包括：
第一储桶，连接所述半导体制造工艺尾气处理设备，用以收集经过该半导 体制造工艺尾气处理设备的废水;
过滤装置，连接所述第一储桶，用以去除所述废水中的微粒;
氧化装置，连接所述过滤装置，用以氧化所述废水中的有机污染物;
离子交换装置，连接所述氧化装置，用以去除所述废水中的离子;以及
第二储桶，连接所述离子交换装置，用以收集所述废水经上述过滤装置、 氧化装置及离子交换装置后产生的回收水，以供所述半导体制造工艺尾气处理 设备再利用。
2. 如权利要求1所述的废水回收系统，其中所述过滤装置包括反冲洗式滤 网过滤装置。
3. 如权利要求1所述的废水回收系统，其中所述过滤装置包括滤除粒径大 于25微米微粒的装置。
4. 如权利要求1所述的废水回收系统，其中所述氧化装置包括：
臭氧产生机，用以产生臭氧;
氧化反应槽，连接所述臭氧产生机和所述过滤装置，使有机污染物与臭氧 产生氧化反应;
触媒反应槽，连接所述氧化反应槽，具有触媒，用以促进臭氧的自由基反 应以进一步氧化有机污染物;以及
紫外线反应单元，连接所述触媒反应槽，用以再次促进臭氧的自由基反应， 使该废水的总有机碳小于0.5mg/L。
5. 如权利要求4所述的废水 回收系统，还包括与所述臭氧产生机连接的纯 氧气产生机以产生纯氧供该臭氧产生机使用。
6. 如权利要求4所述的废水回收系统，还包括与所述氧化反应槽连接的臭 氧尾气处理单元，用以分解残余的臭氧。
7. 如权利要求4所述的废水回收系统，还包括介于所述臭氧产生机和所述 氧化反应槽之间的臭氧注入单元，用以将臭氧注入所述氧化反应槽。
8. 如权利要求4所述的废水回收系统，其中所述触媒包括金属触媒。
9. 如权利要求8所述的废水回收系统，其中所述金属触媒包括氧化铁触媒。
10. 如权利要求1所述的废水回收系统，还包括与所述第一储桶连接的静态 混合单元，以混合过氧化氢、碱性药剂和所述废水。
11. 如权利要求10所述的废水回收系统，还包括耦接所述静态混合单元的 添加单元以添加过氧化氢和碱性药剂至所述静态混合单元中。
12. 如权利要求11所述的废水回收系统，其中所述碱性药剂包括氢氧化纳。
13. 如权利要求1所述的废水回收系统，其中所述离子交换装置用以去除所 述废水中的氟离子。
14. 如权利要求1所述的废水回收系统，其中所述回收水的体积大于所述废 水的体积的70%。
15. 如权利要求1所述的废水回收系统，其中所述回收水的体积大于所述废 水的体积的90%。
16. 一种利用权利要求1所述的半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收 系统进行废水回收的方法，其包括下列步骤：
进行过滤处理，以去除经过所述半导体制造工艺尾气处理设备的废水中的微 粒;
进行氧化处理，以氧化所述废水中的有机污染物;以及
进行离子交换处理，以去除所述废水中的离子;以及
产生回收水，以供所述半导体制造工艺尾气处理设备再利用。
17. 如权利要求16所述的废水回收的方法，其中所述的过滤处理包括将所 述废水加压通过反冲洗式滤网过滤装置。
18. 如权利要求16所述的废水回收的方法，其中所述氧化处理包括下列步 骤：
产生臭氧以氧化所述有机污染物;
提供氧化铁触媒来促进所述臭氧的自由基反应以进一步氧化所述有机污染 物;以及
利用紫外线再次促进所述臭氧的自由基反应使所述废水的总有机碳小于 0.5mg/L。
19. 如权利要求18所述的废水回收的方法，其中还包括提供纯氧以供产生 所述臭氧。
20. 如权利要求18所述的废水回收的方法，其中还包括分解残余的臭氧。
21. 如权利要求18所述的废水回收的方法，其中还包括将所述臭氧注入所 述废水中。
22. 如权利要求16所述的废水回收的方法，其中还包括在所述废水中添加 过氧化氢和碱性药剂。
23. 如权利要求22所述的废水回收的方法，其中还包括混合所述废水、过 氧化氢和碱性药剂。
说明书
半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收系统和方法
技术领域
本发明是关于一种废水回收系统和方法，特别是关于一种半导体制造工艺尾 气处理设备的废水回收系统和方法。
背景技术
在制造半导体的过程中，由于其制造程序复杂，所使用的化学成分相当多 样化，因此产生的工艺尾气也相当复杂，包括酸气(例如氟化氢(HF)、氯化氢 (HCl)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)等)，碱气(例如氨气(NH3))，有 机溶剂(例如异丙醇(IPA)、丙酮、正己烷、环戊酮、丙二醇单甲基醚(PGME)和 丙二醇单甲基醚酯(PGMEA)等)，以及有毒气体(例如砷化氢(AsH3)、磷化氢(PH3)、 硅甲烷(SiH4)、二氯硅烷(SiH2Cl2)、二硼烷(B2H6)、三氟化硼(BF3)和四氟化硅(SiF4) 等)。为避免半导体在制造过程中产生的工艺尾气造成环境污染问题，因此在制 造设备末端设有工艺尾气处理设备，例如区域性废气处理设备(local scrubber; L/S)，先将工艺尾气中高浓度的气相污染物破坏处理，再排入后端的空气污染防 治设备，经该空气污染防治设备处理后才排放，以避免污染环境。常用的L/S 包括干式和湿式两种形式，干式L/S是利用吸附式触媒反应将污染物破坏去除， 湿式L/S则利用燃烧方式将污染物破坏后，再通过水洗涤的方式将污染物燃烧 后的产物清洗下来，因而产生大量的L/S废水。现在是使用逆渗透(RO)或超微 过滤(UF)等过滤机制处理L/S废水。然而经RO或UF过滤机制处理后的L/S废 水回收率仅达到60%至70%，且处理后的水质无法再提供给L/S使用，仅能提 供给其它对水质要求不高的设备使用或直接排放，因此必须提供大量的厂内用 水(facilities water)给湿式L/S使用，造成半导体厂用水的一大负担，例如湿式L/S 的用水量占了全厂总用水量的40%以上，导致水资源的浪费及成本的增加。此 外，湿式L/S废水中的主要有机污染物为小分子量有机物，易使RO阻塞和结垢， 也造成使用上的不便。
因此，业内期望一种使用方便且能使废水回收再利用的半导体制造工艺尾气 处理设备的废水回收系统和方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收系统 和方法。
本发明提供了一种半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收系统，其中包 括：第一储桶，连接所述半导体制造工艺尾气处理设备，用以收集经过该半导 体制造工艺尾气处理设备的废水;过滤装置，连接所述第一储桶，用以去除废 水中的微粒;氧化装置，连接所述过滤装置，用以氧化废水中的有机污染物; 离子交换装置，连接所述氧化装置，用以去除所述废水中的离子;以及第二储 桶，连接所述离子交换装置，用以收集所述废水经上述过滤装置、氧化装置和 离子交换装置后产生的回收水，以供所述半导体制造工艺尾气处理设备再利用。
上述过滤装置包括反冲洗式滤网过滤装置或滤除粒径大于25微米微粒的装 置;其中所述氧化装置包括：臭氧产生机，其用以产生臭氧;氧化反应槽，连 接所述臭氧产生机和所述过滤装置，其使得所述有机污染物与所述臭氧产生氧 化反应;触媒反应槽，连接所述氧化反应槽，其具有触媒，用以促进所述臭氧 的自由基反应以进一步氧化所述有机污染物;以及紫外线反应单元，连接所述 触媒反应槽，用以再次促进所述臭氧的自由基反应使该废水的总有机碳小于 0.5mg/L。所述离子交换装置用以去除所述废水中的氟离子。其中该回收水的体 积大于所述废水的体积的70%;优选大于所述废水的体积的90%。
本发明所述的废水回收系统，还包括与所述臭氧产生机连接的纯氧气产生 机，用以产生纯氧供该臭氧产生机使用;与所述氧化反应槽连接的臭氧尾气处 理单元，用以分解残余的臭氧;介于所述臭氧产生机和所述氧化反应槽之间的 臭氧注入单元，用以将所述臭氧注入所述氧化反应槽;其中所述触媒包括金属 触媒，例如氧化铁触媒。
上述的废水回收系统还包括与所述第一储桶连接的静态混合单元以混合过 氧化氢、碱性药剂和所述废水;以及耦接所述静态混合单元的添加单元以添加 所述过氧化氢和所述碱性药剂至所述静态混合单元中。
本发明还提供一种半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收方法，其为利 用上述半导体制造工艺尾气处理设备的废水回收系统来进行废水回收的方法， 包括：对经过所述半导体制造工艺尾气处理设备的废水进行过滤处理以去除所 述废水中的许多微粒;进行氧化处理以氧化所述废水中的许多有机污染物;进 行离子交换处理以去除所述废水中的许多离子;以及产生回收水供所述半导体 制造工艺尾气处理设备再利用，其中回收水的体积大于所述废水的体积的70%。
其中上述的过滤处理包括将所述废水加压通过反冲洗式滤网过滤装置;所 述氧化处理包括下列步骤：产生臭氧以氧化所述有机污染物，提供氧化铁触媒 来促进所述臭氧的自由基反应以进一步氧化所述有机污染物，以及利用紫外线 再次促进所述臭氧的自由基反应使所述废水的总有机碳小于0.5mg/L;其中还包 括在所述废水中添加过氧化氢和碱性药剂，和/或混合所述废水、过氧化氢和碱 性药剂。
上述回收方法还包括提供纯氧以供产生所述臭氧;将所述臭氧注入所述废 水;以及分解残余的臭氧。
本发明利用过滤装置、氧化装置和离子交换装置来回收经过半导体制造工艺 尾气处理设备产生的废水，得到该尾气处理设备可以再使用的回收水，以降低 该尾气处理设备对厂内用水的需求量，达到降低成本和废水回收再利用的目的。
